- 頭條考慮用戶期望及低碳效益的分布式電源優化配置2020-10-09 作者：李繼宇、江修波、李功新 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語福州大學電氣工程與自動化學院、國網福建省電力有限公司的研究人員李繼宇、江修波、李功新，在2019年第8期《電氣技術》雜志上撰文指出，大規模分布式電源接入配電網，將對配電網造成深遠影響，對分布式電源進行合理配置，能夠最大限度的發揮其降低網損以及提高系統穩定性的作用。 本文在考慮負荷時序特性的前提下，使用K-Medoids聚類算法對全年負荷進行聚類，并充分考慮分布式電源接入配電網后的低碳效益及用戶期望，建立綜合考慮網絡損耗、購電費用及設備建設費用等方面因素的優化配置模型。該模型以年綜合社會費用最低為目標函數，并采用改進的自適應遺傳算法對模型進行求解。最后基于IEEE 33節點系統構建優化配置模型，驗證了該方法的有效性。
當前，工業經濟發展所需的能源嚴重依賴石油、煤炭等傳統化石能源資源的開采及其轉換后形成電能、汽油等二次能源，而傳統化石能源資源的日益短缺及其利用后帶來的環境污染、溫室效應等諸多弊端，迫使人類尋找其他更多清潔可再生能源資源進行替代。
以太陽能、風能等清潔可再生能源發電為主的分布式電源具有能源資源清潔、可持續等顯著特點，分布式電源接入電網具有提高能源資源利用率、減輕電網對傳統化石能源的依賴、調整能源利用結構等優點，使得世界各國政府對分布式能源發電及其相關技術研發高度重視。
分布式電源（distribution generation, DG）憑借配置靈活、供電可靠及環境友好等特點使其具有更廣闊的應用前景。但在配電網中大規模、無序地接入DG時，會造電壓水平升高、供電可靠性降低、電能質量下降以及短路電流增大等風險。因此，對接入配電網的DG進行科學合理配置，對整個電網的穩定性以及分布式電源的運行具有重要意義。
在DG選址定容研究中，一般是將系統網架結構固定不變作為前提，進而對DG接入配電網的位置及容量進行求解。
- 有學者提出了以配電網年損耗電量最小為目標的多類型DG優化規劃模型，并采用CLARA算法對場景聚類，降低規劃模型求解難度。
- 有學者考慮風、光DG出力和負荷強度間的相關性，以年綜合費最小為目標，利用機會約束規劃方法建立了間歇性分布式電源選址定容規劃模型。
- 有學者采用蒙特卡洛方法模擬DG及負荷的隨機性，建立了DG優化配置模型。
- 有學者以系統的總有功損耗最小為目標，建立了DG優化規劃模型，并采用遺傳算法對模型進行求解。
- 有學者提出一種以配電網運行成本最小為目標的兩階段優化規劃方法，并通過美國PG&E-69節點系統驗證了所提模型的可行性以及方法的有效性。
- 有學者基于不同類型負荷和DG的典型時序特性，以及考慮環境代價和儲能效益，以配電網總成本最低及電壓偏移量最低為目標函數，建立DG和儲能設備的優化配置模型。
以上研究分別基于不同指標，各自建立優化模型對DG配置進行優化，但在考慮無功補償的基礎上，綜合考慮低碳及引入用戶期望作為評價指標方面還有待深入研究。
本文考慮低碳效益及用戶對電壓質量期望，構建年運行費用最低、電壓質量最優為目標函數的優化模型，并采用改進的自適應遺傳算法對DG的接入位置及配置容量進行優化。算例結果表明，在綜合考慮無功補償的前提下，該模型優化結果能夠提高DG滲透率，降低配電網年運行費用，并提高電能質量。
總結
本文在考慮DG投資運行費用、系統網損費用、購電費及負荷具有間歇性等基礎上，將環境指標及用戶期望電壓指標加入評價指標，建立了以系統年綜合費用最低為目標函數，對DG進行優化配置。
通過IEEE 33節點配電網絡為算例，最終計算結果表明：①采用考慮時序性負荷更加符合系統實際運行情況，使模型更具有工程意義；②無DG接入的傳統配電網系統損耗大且電壓偏移率高，DG合理配置能夠有效緩解該問題；③在考慮電容器組無功補償的情況下，不僅能夠更有效的解決以上問題，還能夠最大限度消納清潔能源，從而提高環境友好度。
綜上所述，本文所提出的優化配置模型和算法可以對DG進行合理優化配置，使系統運行更加經濟、穩定及符合可持續發展戰略。
